连续流气提式流化床启动过程中好氧颗粒污泥的形成机制

探讨连续流气提式好氧颗粒污泥流化床(CAFB)反应器的运行特征,对该工艺颗粒污泥形成过程、形成机理和颗粒性质进行分析。以市政污泥为接种污泥,以醋酸钠为碳源,在连续运行方式下培养好氧颗粒污泥。研究结果表明:CAFB反应器启动的第4-5天即有大量颗粒污泥形成,颗粒直径800～1 000μm,比重1.006,生物相丰富,能够分泌大量胞外聚合物。当COD有机负荷高达8和13kg/(m3.d)时,对COD处理效率均维持在93%～97%,COD出水质量浓度仅为30～80mg/L,引起启动后期丝状菌的大量繁殖,污泥流失。进一步提高污泥负荷有望控制污泥膨胀。

内循环生物流化床水力及生物硝化特性研究

采用一种新型轻质多孔性载体，研究了内循环生物流化床的水力特性。结果表明，在降流区接近于推流式，而升流区接近于完全混合式，整个反应器可以模拟为一个推流式和一个完全混合式的串联。随着下向流速增加，膨胀率和回流比呈正比增加。该系统对ＮＨ＋４－Ｎ去除率达９０％以上，容积负荷最大为２ｋｇＮ／（ｍ３·ｄ），出水稳定，抗冲击能力强。循环速度和通气量对处理效果有较大影响。

固定化包埋硝化菌去除源水中氨氮研究

采用固定化包埋技术将硝化菌包埋在半透性聚合物内，并利用内循环流化床生物反应器（包埋颗粒的体积填充率为10％）进行了处理低浓度氨氮人工配水的连续流试验，同时借助扫描电子显微镜对包埋硝化菌菌群的分布进行了分析。结果表明，在水温为20～30℃、DO为3～4mg／L的条件下，当进水NH4^＋～N为10～15mg／L、HRT为30min时，对NH4^＋-N的去除率〉90％；当进水NH4^＋-N〈10mg／L、HRT为27min时，出水NH4^＋-N和NO2^--N浓度都稳定在0．25mg／L以下，且出水pH值维持在7．2～7．3，NH4^＋-N去除负荷达256．1mg／（L·h）。颗粒的呼吸活性从驯化阶段的319．4mg／（L·h）增至高效段的1170．9mg/（L·h）。

内循环流化床及其粒子带出率的试验研究

在分析目前流化床存在问题的基础上,提出了“内循环流化床”的概念。指出下旋流场是实现粒子内循环的重要条件。用三种物料进行了粒子带出率试验,验证了内循环流化床对控制粒子带出率的有效性。在内循环流化床中,气固扰动强烈,混合充分,粒子停留时间长,有利于提高燃烧和脱硫效率。内循环流化床还具有结构简单、紧凑、投资省、运行维护方便等特点。

三相生物流化床的相含率及气液传质性能研究

采用内循环三相生物流化床,用清水进行了在不同活性炭载体加入量下,当进气量改变时流化床内的气液传质性能的实验,认为当Ug≥0.75m3/h时,随着气体流量增加,可改善流化床的氧传质效率,缩短循环时间和混合时间,提高气含率,但过高的气体流量(Ug≥1.1m3/h)并不利于流化床的操作。载体加入量增加,会导致氧传递性能下降,循环时间和混合时间缩短,气含率减小。

外循环三相流化床污水处理特性的研究

采用三相外循环生物流化床处理生活污水。该设备包含好氧区和缺氧区,可获得足够的停留时间造成缺氧条件,能保证有效去除NH3N。实验在室温下进行,进水条件pH为7～8,CODCr为286～656mg/L,NH3N为10～51mg/L。结果显示,控制水力停留时间在3h为宜,最佳通气量为0.09m3/h,此时CODCr和NH3N的去除率分别达91%和96.6%,有较好的处理效果。同时实验确定了最佳膜厚为145μm。

新型内循环生物流化床的流体力学性能

以挂膜后的活性炭为载体,在不同投加率下,研究了典型内循环生物流化床的水力特性及充氧特性。流体循环时间及混合时间随气速及载体投加量增加而缩短;循环时间随液速增大而缓慢减小;混合时间随液速变化规律较复杂;各区气相含率随气速及载体含率的增大而升高;且受气速影响显著;KLa随气速、载体投加率增加总趋势为增大,但幅度较小。

内循环流化床生物质气化过程的神经网络模型

基于BP人工神经网络原理,利用MATLAB神经网络工具箱,以实验得到的57组气化实验数据作为样本,建立了一个以加料量和送风量为输入变量,以燃气热值、产气率、碳转化率和气化效率为输出变量,用于描述连续稳定气化过程的内循环流化床生物质气化模型。对模型的隐层节点数和训练周期改变对模拟结果的影响进行了分析,发现当隐层节点数为20,训练步骤为50步,模型的4个输出变量的模拟结果与实验结果相关系数均超过0.95;同时对该模型的预测能力进行了考察,模型预测结果与实验结果吻合良好,证明了该模型具有较强的泛化能力,为生物质内循环流化床气化系统的优化设计和自动控制提供新思路。

内循环流化床颗粒动力特性的研究

本文介绍了Ｖ型内循环流化床中颗粒动力特性的试验研究结果，包括颗粒内循环的运动轨迹，床层内压力分布特性及流态化速度等。

内嵌逆流柱型风帽阻力特性冷态试验研究

基于660 MW循环流化床(CFB)锅炉原型风帽,结合冷态试验与理论分析,研究了内嵌逆流柱型风帽的结构尺度、风帽局部阻力分配特性、背压及多风帽布置方式对风帽阻力的影响.基于大量试验数据,结合Levenberg-Marquardt(LM)算法和通用全局优化算法,获得了风帽阻力计算模型.结果表明:风帽阻力除了与风速有关外,还与风帽的结构尺度有关;在风帽局部(如芯管、风帽头小孔、环缝、折转处和芯管小孔)阻力分配中,芯管小孔风速的影响最为显著;风帽阻力随着背压的升高呈单调减小趋势,多风帽布置方式对其阻力的影响不明显;通过该模型计算得到的风帽阻力计算值与试验值基本吻合.

内循环三相生物流化床处理废水研究进展

简述了内循环三相生物流化床反应器的工作原理和工艺特性 ,综述了内循环三相生物流化床反应器的研究现状以及在废水处理领域中的应用实例 ,并分析了未来需要努力的方向。

内循环三相好氧流化床用于废水脱硫

采用内循环好氧反应器处理模拟的含硫废水,以颗粒活性炭为载体,探讨影响反应器效果的主要因素,探求合理的运行参数。研究表明,对于不同的硫化物负荷,总存在一个最佳曝气量,使反应器的处理效率达到92%以上;HRT的减小、进水硫化物浓度的增加会降低硫化物的去除率;增加曝气量会提高反应器的去除能力;进水pH在7.5～8.5变化时对处理效果没有明显的影响;尾气中硫化物损失比率与出水硫化物浓度呈正相关,与进水pH有一定关系;反应器出水呈乳白色浑浊状时,处理效果最好。

边壁下降流内循环模型

从循环流化床（简称ＣＦＢ）边壁下降流的现象入手，首次揭示了边壁下降流的生成机理，并就床顶结构对边壁下降流的影响进行了试验研究．在此基础上，建立了边壁下降流内循环模型．通过分析和数学推导。

内嵌逆流柱形风帽的冷态模化试验和三维流场的数值模拟

对内嵌逆流柱形风帽进行了冷态模化实验,根据相似理论由冷态试验参数推导出热态运行参数,为循环流化床锅炉设计提供依据。采用RNGk-ε湍流模型对风帽内部流场进行数值模拟,揭示了风帽内部阻力分布情况,为风帽优化设计提供依据。

600MW超临界CFB垂直并联内螺纹管两相流压力降不稳定试验研究

在600 MW超临界CFB水冷壁变负荷实际运行条件下,以水冷壁实际采用的Φ28.6×5.8 mm的4头内螺纹管为研究对象,在高压汽水两相流回路上对垂直并联管中汽液两相流压力降型不稳定进行了试验研究。确定了压力、质量流速、进口过冷度以及上游可压缩容积对垂直并联内螺纹管两相流压力降型脉动的影响。结果表明,随压力增大,发生脉动的临界热负荷增加,界限干度逐渐升高,系统稳定性增强,脉动周期先变长后变短,脉动的振幅逐渐减小。本试验中,当压力P>6 MPa时,就不再有压力降脉动发生;随着质量流速的增加,脉动发生的界限热负荷升高,而脉动的周期减小;进口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响,随进口过冷度增加,界限热负荷单调增加,界限干度的变化表现出不同的趋势,在较低的质量流速下,随着过冷度的增加,界限干度单调下降;在较高的质量流速下,随着过冷度的增加,界限干度单调上升;上游可压缩容积对界限热负荷的影响较小,随充气比的增大,脉动的周期和幅值逐渐增大。

废水处理生物流化床反应器内构件研究进展

内构件具有改变废水处理生物流化床内气泡行为(如抑制气泡长大,破碎气泡等)、改善流体流化质量、提高相间传质—反应效果、有效持留活性污泥以及削减污泥产量等功能。通过对生物流化床内构件的研究进展进行了系统的综述,着重剖析了三种不同类型内构件(横向内构件、纵向内构件和生物膜填料)的结构特征及其功能,介绍了本课题组自主研发的螺旋式内构件,并提出了值得深入研究的问题。

烟气碱液吸收/厌氧-好氧生物转化脱硫的非稳态工艺与产物特性分析

针对微生物烟气脱硫工艺的工业应用问题,设计了升流式厌氧污泥床和内循环生物流化床串联反应器并用于烟气碱吸收预处理废水的生物转化,考察了进水负荷波动、设备应急停运等非稳态工况对反应器性能的影响,研究了脱硫产物的特性。结果表明:串联反应器连续稳定运行30天,系统负荷达5.8 kgCOD m3d1和1.8 kgSO42-m3d1,平均SO42去除效率、有机物去除效率和最高单质硫产率分别为92%、90%和76%;串联体系具有良好的抗负荷冲击能力;系统停运26天,8天内恢复性能。说明系统能满足实际运行中间歇操作和负荷适当波动情况。脱硫产物主要由单质硫组成,还含有少量蛋白质、SO42、Cl、S2、SO32和Na+等水溶性组分,是一种不同于普通硫磺的生物硫磺。

氨纶生产废水的处理与回用

介绍采用水解酸化-内循环三相生物流化床-A/O工艺处理氨纶生产废水,并经无阀滤池进行深度处理后回用。进水主要水质参数为:ρ(CODCr)=600mg.L-1、ρ(ss)=200mg.L-1、ρ(NH3-N)=100mg.L-1,运行结果表明,处理后的出水水质为:ρ(CODCr)=59mg.L-1、ρ(ss)=41mg.L-1、ρ(NH3-N)=6.2mg.L-1,达到《连云港市水污染物排放标准》(DB32/180-1998)中的二级标准。

带内循环载体的无垢流化床换热器

对无垢流化床换热器的应用进行了研究分析。针对现有设备的运行结构存在的问题，综合运用流化床、喷动床、快速床及沉降室的先进技术，在结构设计与运行计算上作了重大改进。研究表明，该结构可解决原有装置运行工况窄的缺点，上升管与下降管的合理布置以及凹形分布板、旋流板、导流筒等结构的首次应用有效地提高了装置的运行稳定性，扩大了运行工况范围，使之更适于工业生产的实际过程。

新型序批式双外循环生物流化床流体力学特性研究

本文对一种可在同一设备中进行厌氧和好氧过程的新型双外循环生物流化床的混合特性进行了研究。包括进行厌氧过程的液固二相流化床和进行好氧过程的气液固三相流化床中不同载体及载体添加量对混合时间的影响。结果表明:无论在二相流化床还是在三相流化床载体的添加都会使液体的混合时间不同程度的缩短;使用活性碳做载体比使用沸石做载体混合时间稍短;混合时间短,可以用全混流反应器(CSTR)模型来描述外循环流化床反应器。